JP3441154B2 - Semiconductor storage device - Google Patents

Semiconductor storage device

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JP3441154B2
JP3441154B2 JP08144994A JP8144994A JP3441154B2 JP 3441154 B2 JP3441154 B2 JP 3441154B2 JP 08144994 A JP08144994 A JP 08144994A JP 8144994 A JP8144994 A JP 8144994A JP 3441154 B2 JP3441154 B2 JP 3441154B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体記憶装置、特に
情報記憶用のキャパシタの絶縁膜に強誘電体を用いたメ
モリセルのアレイを有する強誘電体メモリに係り、キャ
パシタ絶縁膜(強誘電体膜)に対してスクリーニングを
行う回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a ferroelectric memory having an array of memory cells in which a ferroelectric material is used as an insulating film of a capacitor for information storage. The present invention relates to a circuit for screening a body membrane).

【0002】[0002]

【従来の技術】強誘電体膜は、電界が印加された時に一
旦発生した電気分極は上記電界が印加されなくなっても
残留し、上記電界とは反対方向の向きにある程度以上の
強さの電界が印加された時に分極の向きが反転する特性
を有している。この誘電体の分極の向きが反転する分極
特性に着目し、メモリセルの情報記憶用のキャパシタの
絶縁膜に強誘電体を用いて不揮発性の強誘電体メモリセ
ルを実現する技術が開発されている。
2. Description of the Related Art In a ferroelectric film, electric polarization once generated when an electric field is applied remains even if the electric field is no longer applied, and an electric field having a certain strength or more in a direction opposite to the electric field. Has a characteristic that the direction of polarization is reversed when is applied. Focusing on the polarization characteristics in which the direction of polarization of this dielectric is reversed, a technique has been developed to realize a nonvolatile ferroelectric memory cell by using a ferroelectric as an insulating film of a capacitor for information storage of the memory cell. There is.

【0003】図5は、1トランジスタ・1キャパシタ構
成の強誘電体メモリセルの等価回路を示している。ここ
で、Cはペロブスカイト構造を有する強誘電体を電極間
絶縁膜に用いた情報記憶用のキャパシタ(強誘電体キャ
パシタ)、Qは上記キャパシタに直列に接続されている
電荷転送用のMOSトランジスタ、WLは上記MOSト
ランジスタのゲートに接続されているワード線、BLは
上記MOSトランジスタの一端に接続されているビット
線、PLは上記キャパシタの一端(プレート)に接続さ
れているプレート線、VPLはプレート線電圧である。
FIG. 5 shows an equivalent circuit of a ferroelectric memory cell having a one-transistor / one-capacitor structure. Here, C is a capacitor for storing information (ferroelectric capacitor) using a ferroelectric having a perovskite structure as an interelectrode insulating film, Q is a MOS transistor for charge transfer connected in series to the capacitor, WL is a word line connected to the gate of the MOS transistor, BL is a bit line connected to one end of the MOS transistor, PL is a plate line connected to one end (plate) of the capacitor, and VPL is a plate. It is the line voltage.

【0004】図6(a)乃至(c)および図7(a)乃
至(c)は、図5のメモリセルを2個用いた2トランジ
スタ・2キャパシタ構成の強誘電体メモリセルの書き込
み動作および読みだし動作の原理を説明するために、強
誘電体キャパシタの印加電界、電気分極の状態を示して
いる。
FIGS. 6 (a) to 6 (c) and FIGS. 7 (a) to 7 (c) show a write operation of a ferroelectric memory cell having a two-transistor / two-capacitor structure using two memory cells of FIG. In order to explain the principle of read operation, the applied electric field and electric polarization state of the ferroelectric capacitor are shown.

【0005】この強誘電体メモリセルは、ゲートにそれ
ぞれワード線WLが接続された第1のトランジスタQ1
および第2のトランジスタQ2と、プレートにそれぞれ
プレート線PLが接続された第1のキャパシタC1およ
び第2のキャパシタC2とからなり、第1のトランジス
タQ1および第1のキャパシタC1が直列に接続され、
第2のトランジスタQ2および第2のキャパシタC2が
直列に接続されている。
This ferroelectric memory cell has a first transistor Q1 having a gate connected to a word line WL, respectively.
And a second transistor Q2, and a first capacitor C1 and a second capacitor C2 each having a plate line PL connected to a plate, and the first transistor Q1 and the first capacitor C1 are connected in series,
The second transistor Q2 and the second capacitor C2 are connected in series.

【0006】そして、上記第1のトランジスタQ1およ
び第2のトランジスタQ2の各一端は第1のビット線B
L1および第2のビット線BL2に接続されている。上
記ワード線WLおよびプレート線PLは平行に設けられ
ており、ワード線WLはワード線用のロウデコーダ(図
示せず)からワード線信号が供給され、プレート線PL
はプレート線用のロウデコーダ(図示せず)からプレー
ト線電圧VPLが供給される。
Then, one end of each of the first transistor Q1 and the second transistor Q2 is connected to the first bit line B.
It is connected to L1 and the second bit line BL2. The word line WL and the plate line PL are provided in parallel, and the word line WL is supplied with a word line signal from a row decoder (not shown) for the word line, and the plate line PL is supplied.
Is supplied with a plate line voltage VPL from a plate line row decoder (not shown).

【0007】また、上記2本のビット線BL1、BL2
には、ビット線電位センス増幅用のセンスアンプ(図示
せず)、書き込み回路(図示せず)およびプリチャージ
回路(図示せず)が接続されている。
In addition, the above-mentioned two bit lines BL1 and BL2
A sense amplifier (not shown) for bit line potential sense amplification, a write circuit (not shown), and a precharge circuit (not shown) are connected to the.

【0008】上記強誘電体メモリセルに対するデータの
書き込み、読み出しに際しては、選択されたメモリセル
のプレート線PLの電位を図8に示すように0V→例え
ば5V→0Vと変化させることにより、誘電分極の向き
を制御する。
When writing or reading data to or from the ferroelectric memory cell, the potential of the plate line PL of the selected memory cell is changed from 0V → for example, 5V → 0V as shown in FIG. Control the orientation of.

【0009】即ち、書き込み動作に際しては、初期状態
では、プレート線PLを接地電位Vss(0V)に設定
し、2本のビット線ビット線BL1、BL2をそれぞれ
0Vにプリチャージしておく。
That is, in the write operation, in the initial state, the plate line PL is set to the ground potential Vss (0V) and the two bit lines bit lines BL1 and BL2 are precharged to 0V respectively.

【0010】まず、図6(a)に示すように第2のビッ
ト線BL2を例えば5Vに設定し、ワード線WLに5V
を印加して2個のトランジスタQ1、Q2をオン状態に
すると、第2のキャパシタC2の両端間に電位差が生じ
て例えば図中下向きの分極が発生するが、第1のキャパ
シタC1の両端間には電位差が生じないので分極は発生
しない。
First, as shown in FIG. 6A, the second bit line BL2 is set to 5V, for example, and the word line WL is set to 5V.
When the two transistors Q1 and Q2 are turned on by applying a voltage, a potential difference is generated between both ends of the second capacitor C2 and, for example, downward polarization is generated in the figure, but between both ends of the first capacitor C1. Does not generate a potential difference, so no polarization occurs.

【0011】次に、図6(b)に示すように、プレート
線PLを5Vに設定にすると、第1のキャパシタC1の
両端間に電位差が生じ、図中上向きの分極が発生する
が、第2のキャパシタC2の両端間には電位差が生じな
いので分極は反転しない。これにより、2個のキャパシ
タC1、C2に図示したように互いに逆向きの分極が発
生した状態になり、この状態はデータ“1”または
“0”の書き込み状態に対応する。
Next, as shown in FIG. 6B, when the plate line PL is set to 5 V, a potential difference is generated across the first capacitor C1 and an upward polarization occurs in the figure. Since there is no potential difference between both ends of the second capacitor C2, the polarization is not inverted. As a result, the two capacitors C1 and C2 are polarized in directions opposite to each other as shown in the figure, and this state corresponds to the write state of data "1" or "0".

【0012】次に、図6(c)に示すように、プレート
線PLを0Vに設定し、ワード線WLを0Vにして2個
のトランジスタQ1、Q2をオフ状態にする。読み出し
動作に際しては、初期状態では、プレート線PLを0V
に設定し、2本のビット線BL1、BL2をそれぞれ0
Vにプリチャージしておく。ここで、2個のキャパシタ
C1、C2には例えば図7(a)に示すような向きに分
極が発生した状態のデータが書き込まれている場合を想
定する。
Next, as shown in FIG. 6C, the plate line PL is set to 0V and the word line WL is set to 0V to turn off the two transistors Q1 and Q2. In the read operation, the plate line PL is set to 0V in the initial state.
Set to 0 and set each of the two bit lines BL1 and BL2 to 0.
Precharge to V. Here, it is assumed that data is written in the two capacitors C1 and C2 in a state where polarization occurs in the direction as shown in FIG. 7A, for example.

【0013】まず、図7(b)に示すように、プレート
線PLを5Vに設定し、ワード線WLに例えば5Vを印
加して2個のトランジスタQ1、Q2をオン状態にする
と、第2のキャパシタC2の両端間に電位差が生じてそ
の分極の向きが反転するが、第1のキャパシタC1の両
端間には電位差が生じないので分極の向きは反転しな
い。この2個のキャパシタC1、C2からの読み出し電
位はセンスアンプによりセンス増幅され、このセンスア
ンプの出力により2本のビット線BL1、BL2は対応
して0V、5Vに設定され、上記センスアンプの出力に
基づいて読み出しデータの“1”、“0”を判別する。
First, as shown in FIG. 7B, when the plate line PL is set to 5V and 5V is applied to the word line WL to turn on the two transistors Q1 and Q2, the second transistor Q1 is turned on. A potential difference is generated between both ends of the capacitor C2 and its polarization direction is reversed, but since no potential difference is generated between both ends of the first capacitor C1, the polarization direction is not reversed. The read potentials from the two capacitors C1 and C2 are sense-amplified by a sense amplifier, and the two bit lines BL1 and BL2 are correspondingly set to 0V and 5V by the output of the sense amplifier. The read data "1" or "0" is discriminated based on.

【0014】次に、図7(c)に示すように、プレート
線PLを0Vに設定すると、第2のキャパシタC2の両
端間に電位差が生じてその分極の向きが反転するが、第
1のキャパシタC1の両端間には電位差が生じないので
分極の向きは反転しない。
Next, as shown in FIG. 7C, when the plate line PL is set to 0 V, a potential difference is generated between both ends of the second capacitor C2 and the polarization direction is inverted, but the first Since there is no potential difference between both ends of the capacitor C1, the polarization direction is not reversed.

【0015】ところで、上記したような強誘電体キャパ
シタを用いたメモリセルのアレイを有する強誘電体メモ
リの製造に際して、ウエハー状態あるいはパッケージン
グ後の状態で強誘電体キャパシタの絶縁膜のスクリーニ
ングを行う場合、各メモリセルを順次選択するようにア
クセスし、選択されたセル毎に前述したような書き込
み、読み出し動作を行う動作を繰り返すと、スクリーニ
ング時間が長くなり、スクリーニングコストが高くな
る。
By the way, when manufacturing a ferroelectric memory having an array of memory cells using the above-mentioned ferroelectric capacitors, the insulating film of the ferroelectric capacitors is screened in a wafer state or a state after packaging. In this case, if the memory cells are accessed so as to be sequentially selected and the above-described write and read operations are repeated for each selected cell, the screening time becomes long and the screening cost becomes high.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
強誘電体メモリは、強誘電体キャパシタの絶縁膜に対し
てスクリーニングを行う場合に、スクリーニング時間が
長くなり、スクリーニングコストが高くなるという問題
があった。
As described above, in the conventional ferroelectric memory, when the insulating film of the ferroelectric capacitor is screened, the screening time becomes long and the screening cost becomes high. was there.

【0017】本発明は上記の問題点を解決すべくなされ
たもので、強誘電体キャパシタの絶縁膜に対してスクリ
ーニングを行う場合に、スクリーニング時間の短縮、ス
クリーニングコストの低減を図り得る半導体記憶装置を
提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and in the case of screening an insulating film of a ferroelectric capacitor, a semiconductor memory device capable of shortening the screening time and the screening cost. The purpose is to provide.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明は、通常動作モー
ドおよびスクリーニングモードを有する半導体記憶装置
において、電極間絶縁膜に強誘電体を用いた情報記憶用
のキャパシタと電荷転送用のMOSトランジスタとが直
列に接続されてなるメモリセルが行列状に配列されたメ
モリセルアレイと、それぞれ同一行のメモリセルのMO
Sトランジスタのゲートに共通に接続された複数本のワ
ード線と、それぞれ同一行のメモリセルのキャパシタの
プレートに共通に接続された複数本のプレート線と、そ
れぞれ同一列のメモリセルのMOSトランジスタの一端
に共通に接続された複数本のビット線と、前記通常動作
モード時にアドレス信号に基づいて前記複数本のワード
線のうちの第1の本数のワード線を選択するワード線選
択回路と、前記通常動作モード時にアドレス信号に基づ
いて前記複数本のプレート線のうちの第1の本数のプレ
ート線を選択し、このプレート線の電圧を制御するプレ
ート線選択回路と、前記スクリーニングモード時に通常
動作モード時に選択されるメモリセルより多数のメモリ
セルを同時に選択し、その強誘電体キャパシタの絶縁膜
の両端間に極性が交互に反転するパルス電圧を任意の回
数印加するスクリーニング回路とを具備し、前記スクリ
ーニング回路は、前記スクリーニングモード時に前記複
数本のワード線のうちの前記第1の本数のワード線より
多い第2の本数のワード線を同時に選択するスクリーニ
ングモード用のワード線選択回路と、前記スクリーニン
グモード時に前記複数本のプレート線のうちの前記第1
の本数のプレート線より多い第2の本数のプレート線を
同時に選択し、所定の電圧振幅を有する第1のパルス電
圧を任意の回数印加するプレート線電圧印加回路と、前
記スクリーニングモード時に前記複数本のビット線を同
時に選択し、前記第1のパルス電圧とは逆相で所定の電
圧振幅を有する第2のパルス電圧を任意の回数印加する
ビット線電圧印加回路とを有し、前記スクリーニングモ
ード用のワード線選択回路は、前記スクリーニングモー
ド時にワード線電圧が供給される第1の配線と、この第
1の配線に接続され、上記スクリーニングモード時にワ
ード線電圧が印加される1個のワード線電圧印加パッド
と、このワード線電圧印加パッドと前記第2の本数のワ
ード線との間に接続された複数個の第1のスイッチ用M
OSトランジスタ群と 、上記第1のスイッチ用MOSト
ランジスタ群の各ゲートに共通に接続された第2の配線
と、この第2の配線に接続され、前記スクリーニングモ
ード時に上記第1のスイッチ用MOSトランジスタ群を
オン状態に制御する制御電圧が印加される1個の制御電
圧印加パッドとを有することを特徴とする半導体記憶装
置。
According to the present invention, in a semiconductor memory device having a normal operation mode and a screening mode, a capacitor for information storage using a ferroelectric material for an interelectrode insulating film and a MOS transistor for charge transfer are provided. And a memory cell array in which memory cells connected in series are arranged in a matrix and memory cell MOs of the same row.
A plurality of word lines that are commonly connected to the gates of the S transistors, a plurality of plate lines that are commonly connected to the plates of the capacitors of the memory cells in the same row, and the MOS transistors of the memory cells in the same column. A plurality of bit lines commonly connected to one end, a word line selection circuit that selects a first number of word lines of the plurality of word lines based on an address signal in the normal operation mode, A plate line selection circuit that selects a first number of plate lines of the plurality of plate lines based on an address signal in the normal operation mode and controls the voltage of the plate line; and a normal operation mode in the screening mode. A large number of memory cells are selected at the same time as the memory cells that are selected at the same time, and there is a polarity between both ends of the ferroelectric capacitor insulating film. A pulse voltage mutually inverts and a screening circuit for applying any number of times, the subscription
During the screening mode, the learning circuit
From the first number of word lines out of several word lines
Screen that simultaneously selects a large number of second word lines
A word line selection circuit for a switching mode, and the screen
The first of the plurality of plate lines during
A second number of plate lines greater than the number of plate lines
A first pulse voltage that is selected at the same time and has a predetermined voltage amplitude.
A plate line voltage application circuit that applies pressure any number of times,
In the screening mode, the multiple bit lines are
Selected at a time and in a phase opposite to that of the first pulse voltage described above
A second pulse voltage having a pressure amplitude is applied any number of times
A bit line voltage applying circuit,
The word line selection circuit for the mode is the screening mode.
The first line to which the word line voltage is supplied at the
It is connected to the wiring of No. 1 and works in the screening mode.
One word line voltage application pad to which the word line voltage is applied
And the word line voltage application pad and the second number of wires.
For a plurality of first switches connected between the lead wire and
OS transistor group and the first switch MOS transistor
Second wiring commonly connected to each gate of the transistor group
Connected to this second wiring,
Mode, the first switching MOS transistor group is
One control voltage to which a control voltage for controlling the ON state is applied
A semiconductor memory device having a pressure applying pad .

【0019】[0019]

【作用】スクリーニングモード時に、スクリーニング回
路は、通常モード時に選択されるメモリセルより多数の
メモリセルを同時に選択し、その強誘電体キャパシタの
絶縁膜の両端間に極性が交互に反転するパルス電圧を任
意の回数印加する。
In the screening mode, the screening circuit simultaneously selects a larger number of memory cells than the memory cells selected in the normal mode, and applies a pulse voltage whose polarities are alternately inverted between both ends of the insulating film of the ferroelectric capacitor. Apply any number of times.

【0020】これにより、キャパシタの強誘電体絶縁膜
を任意の回数だけ分極反転させることができ、強誘電体
膜に対するスクリーニングを効率良く実施することがで
き、スクリーニング時間の短縮、スクリーニングコスト
の低減が可能になる。
As a result, the ferroelectric insulating film of the capacitor can be polarization-inverted any number of times, the screening of the ferroelectric film can be efficiently performed, and the screening time and the screening cost can be reduced. It will be possible.

【0021】[0021]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図1は、本発明の第1実施例に係る強誘電
体メモリの一部を示している。この強誘電体メモリにお
いて、MCはそれぞれ電極間絶縁膜に強誘電体を用いた
情報記憶用の強誘電体キャパシタCと電荷転送用のMO
SトランジスタQとが直列に接続されてなる複数個の強
誘電体メモリセルであり、このメモリセルMCは行列状
に配列されてメモリセルアレイ10を構成している。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a part of a ferroelectric memory according to the first embodiment of the present invention. In this ferroelectric memory, MC is a ferroelectric capacitor C for information storage and MO for charge transfer, each of which uses a ferroelectric as an interelectrode insulating film.
These are a plurality of ferroelectric memory cells in which S transistors Q are connected in series, and the memory cells MC are arranged in a matrix to form a memory cell array 10.

【0022】WL0、WL1、WL2…は上記メモリセ
ルアレイ10における同一行のメモリセルのトランジス
タQのゲートに共通に接続された複数本のワード線、P
L0、PL1、PL2…は上記メモリセルアレイ10に
おける同一行のメモリセルのキャパシタCのプレートに
共通に接続された複数本のプレート線、BL、/BLは
上記メモリセルアレイ10における同一列のメモリセル
のトランジスタの一端に共通に接続されたビット線であ
る。11はワード線選択回路およびプレート線選択回路
である。
WL0, WL1, WL2 ... Are a plurality of word lines P commonly connected to the gates of the transistors Q of the memory cells in the same row in the memory cell array 10.
L0, PL1, PL2 ... Are a plurality of plate lines commonly connected to the plates of the capacitors C of the memory cells of the same row in the memory cell array 10, and BL, / BL are memory cells of the same column in the memory cell array 10. A bit line commonly connected to one end of the transistor. Reference numeral 11 is a word line selection circuit and a plate line selection circuit.

【0023】上記強誘電体メモリは、通常動作モード
(以下、通常モードと記す)および前記強誘電体キャパ
シタの絶縁膜に対するスクリーニングモードを有し、さ
らに、スクリーニングモード時に、通常モード時に選択
されるメモリセルより多数のメモリセル(例えば全ての
メモリセル)を同時に選択し、その強誘電体キャパシタ
Cの絶縁膜の両端間に極性が交互に反転するパルス電圧
を任意の回数印加するスクリーニング回路を有する。
The ferroelectric memory has a normal operation mode (hereinafter referred to as a normal mode) and a screening mode for the insulating film of the ferroelectric capacitor, and further, a memory selected in the screening mode and the normal mode. A screening circuit is provided in which a large number of memory cells (for example, all memory cells) are simultaneously selected from the cells and a pulse voltage whose polarity is alternately inverted is applied between the ends of the insulating film of the ferroelectric capacitor C an arbitrary number of times.

【0024】前記ワード線選択回路およびプレート線選
択回路11は、通常モード時にアドレス信号に基づいて
前記複数本のワード線WLのうちの第1の本数のワード
線を選択するワード線用ロウデコーダと、通常モード時
にアドレス信号に基づいて前記複数本のプレート線PL
のうちの第1の本数のプレート線を選択し、このプレー
ト線の電圧を制御するプレート線用ロウデコーダとを有
する。
The word line selection circuit and the plate line selection circuit 11 are word line row decoders that select a first number of word lines from the plurality of word lines WL based on an address signal in the normal mode. , The plurality of plate lines PL based on the address signal in the normal mode
A plate line row decoder that selects the first number of plate lines of the selected line and controls the voltage of the plate line.

【0025】前記スクリーニング回路は、スクリーニン
グモード用のワード線選択回路21と、プレート線電圧
印加回路22と、ビット線電圧印加回路23とからな
り、スクリーニングモード時に前記複数本(例えば全て
の本数)のプレート線PLのうちの前記第1の本数のプ
レート線より多い第2の本数のプレート線と複数本(例
えば全ての本数)のビット線BLとの間に電圧の高低関
係が交互に反転する所定の電位差を任意の回数印加する
ものである。
The screening circuit comprises a word line selection circuit 21 for the screening mode, a plate line voltage application circuit 22 and a bit line voltage application circuit 23. In the screening mode, the plurality of lines (for example, all the lines) are selected. A predetermined voltage level is alternately inverted between the second number of plate lines PL, which is larger than the first number of plate lines PL, and a plurality (for example, all the number) of bit lines BL. The potential difference is applied any number of times.

【0026】上記スクリーニングモード用のワード線選
択回路21は、スクリーニングモード時に前記複数本の
ワード線のうちの前記第1の本数のワード線より多い第
2の本数のワード線を同時に選択するものである。
The word line selection circuit 21 for the screening mode is for simultaneously selecting a second number of word lines, which is larger than the first number of word lines, of the plurality of word lines in the screening mode. is there.

【0027】このワード線選択回路21は、本実施例で
は、スクリーニングモード時にワード線電圧VSTW が供
給される第1の配線211と、この第1の配線211に
接続され、スクリーニングモード時にワード線電圧がメ
モリチップ外部から印加される1個のワード線電圧印加
パッド212と、このワード線電圧印加パッドと前記第
2の本数のワード線との間に接続された複数個の第1の
スイッチ用MOSトランジスタ213群と、この第1の
スイッチ用MOSトランジスタ群の各ゲートに共通に接
続された第2の配線214と、この第2の配線に接続さ
れ、スクリーニングモード時に上記第1のスイッチ用M
OSトランジスタ群をオン状態に制御する制御電圧がメ
モリチップ外部から印加される1個の制御電圧印加パッ
ド215とを具備する。
In the present embodiment, the word line selection circuit 21 is connected to the first wiring 211 to which the word line voltage VSTW is supplied in the screening mode and the first wiring 211, and is connected to the first wiring 211 in the screening mode. One word line voltage application pad 212 applied from outside the memory chip, and a plurality of first switch MOSs connected between the word line voltage application pad and the second number of word lines. A transistor 213 group, a second wiring 214 commonly connected to each gate of the first switching MOS transistor group, and a second wiring 214 connected to the second wiring, and the first switching M in the screening mode.
A control voltage application pad 215 to which a control voltage for controlling the OS transistor group to be turned on is applied from the outside of the memory chip.

【0028】前記プレート線電圧印加回路22は、スク
リーニングモード時に前記複数本のプレート線のうちの
前記第1の本数のプレート線より多い第2の本数のプレ
ート線を同時に選択し、所定の電圧振幅を有する第1の
パルス電圧を任意の回数印加するものである。
The plate line voltage application circuit 22 simultaneously selects a second number of plate lines, which is larger than the first number of plate lines, of the plurality of plate lines in the screening mode, and sets a predetermined voltage amplitude. The first pulse voltage having is applied any number of times.

【0029】このプレート線電圧印加回路22は、本実
施例では、前記第2の本数のプレート線と第1のパルス
電圧VSTP の供給ノードN1との間に接続された複数個
の第2のスイッチ用MOSトランジスタ221群と、こ
の第2のスイッチ用MOSトランジスタ221群の各ゲ
ートに共通に接続され、スクリーニングモード時に上記
第2のスイッチ用MOSトランジスタ221群をオン状
態に制御する制御電圧VGTP が供給される第3の配線2
22とを具備する。
In this embodiment, the plate line voltage applying circuit 22 includes a plurality of second switches connected between the second number of plate lines and the supply node N1 of the first pulse voltage VSTP. Control MOS transistor 221 group and the gates of the second switching MOS transistor 221 group are commonly connected, and a control voltage VGTP for controlling the second switching MOS transistor 221 group to be turned on in the screening mode is supplied. Third wiring 2
And 22.

【0030】前記ビット線電圧印加回路23は、スクリ
ーニングモード時に前記複数本のビット線を同時に選択
し、前記第1のパルス電圧とは逆相で所定の電圧振幅を
有する第2のパルス電圧を任意の回数印加する回路であ
る。
The bit line voltage application circuit 23 selects the plurality of bit lines at the same time in the screening mode, and arbitrarily selects a second pulse voltage having a predetermined voltage amplitude in a phase opposite to the first pulse voltage. Is a circuit for applying the number of times.

【0031】このビット線電圧印加回路23は、本実施
例では、全てのビット線と第2のパルス電圧VSTB の供
給ノードN2との間に接続された複数個の第3のスイッ
チ用MOSトランジスタ群231と、この第3のスイッ
チ用MOSトランジスタ231群の各ゲートに共通に接
続され、スクリーニングモード時に上記第3のスイッチ
用MOSトランジスタ群をオン状態に制御する制御電圧
VGTB が供給される第4の配線232とを具備する。
In this embodiment, the bit line voltage application circuit 23 includes a plurality of third switching MOS transistor groups connected between all bit lines and the supply node N2 of the second pulse voltage VSTB. 231 and a gate of the third switching MOS transistor 231 group are connected in common, and a control voltage VGTB for controlling the third switching MOS transistor group to be turned on in the screening mode is supplied. The wiring 232 is provided.

【0032】なお、スクリーニングモード時に前記第3
の配線222に供給するための前記制御電圧VGTP がメ
モリチップ外部から印加される1個の制御電圧印加パッ
ド24が設けられている。また、本例では、上記制御電
圧VGTP は前記第4の配線232に供給するための前記
制御電圧VGTB としても使用される。
In the screening mode, the third
There is provided one control voltage application pad 24 to which the control voltage VGTP for supplying to the wiring 222 is applied from the outside of the memory chip. Further, in this example, the control voltage VGTP is also used as the control voltage VGTB to be supplied to the fourth wiring 232.

【0033】また、スクリーニングモード時に前記第1
のパルス電圧供給ノードN1および第2のパルス電圧供
給ノードN2に互いに逆相のパルス電圧VSTP 、VSTB
を供給するために、スクリーニングモード時にパルス電
圧VSTS がメモリチップ外部から印加される1個のパル
ス電圧印加パッド25と、このパルス電圧印加パッドと
上記第1のパルス電圧供給ノードN1との間に接続され
た1個のインバータ回路26と、前記パルス電圧印加パ
ッド25と第2のパルス電圧供給ノードとの間に接続さ
れた二段のインバータ回路271、272とが設けられ
ている。
In the screening mode, the first
Of the pulse voltages VSTP and VSTB of opposite phases to the pulse voltage supply node N1 and the second pulse voltage supply node N2 of
For supplying the pulse voltage VSTS from the outside of the memory chip in the screening mode, and is connected between the pulse voltage application pad 25 and the first pulse voltage supply node N1. One inverter circuit 26 and two inverter circuits 271, 272 connected between the pulse voltage application pad 25 and the second pulse voltage supply node are provided.

【0034】また、前記ビット線BL、/BLにはビッ
ト線電位センス増幅用のセンスアンプ28が接続されて
いる。図2は、図1の強誘電体メモリのスクリーニング
モードにおける各部の電圧波形の一例を示している。
A sense amplifier 28 for bit line potential sense amplification is connected to the bit lines BL and / BL. FIG. 2 shows an example of the voltage waveform of each part in the screening mode of the ferroelectric memory of FIG.

【0035】即ち、スクリーニングモード用のワード線
選択回路21においては、第1の配線211にワード線
電圧印加パッド212を介してワード線電圧VSTW が供
給され、第2の配線214に制御電圧印加パッド215
を介して制御電圧がVGTW が供給され、スイッチ用MO
Sトランジスタ213群はオン状態になる。これによ
り、第2の本数のワード線が同時に選択され、通常モー
ド時に選択されるメモリセルよりも多数のメモリセルが
選択される。
That is, in the word line selection circuit 21 for the screening mode, the word line voltage VSTW is supplied to the first wiring 211 via the word line voltage application pad 212 and the control voltage application pad is supplied to the second wiring 214. 215
The control voltage VGTW is supplied via the
The group of S transistors 213 is turned on. As a result, the second number of word lines are simultaneously selected, and more memory cells than the memory cells selected in the normal mode are selected.

【0036】そして、プレート線電圧印加回路22にお
いては、第3の配線222に制御電圧印加パッド24を
介して制御電圧VGTP が供給されることにより、スイッ
チ用MOSトランジスタ221群がオン状態になり、第
2の本数のプレート線が同時に選択される。
In the plate line voltage application circuit 22, the control voltage VGTP is supplied to the third wiring 222 through the control voltage application pad 24, so that the switching MOS transistor 221 group is turned on. A second number of plate lines is selected at the same time.

【0037】また、ビット線電圧印加回路23において
は、第4の配線232に制御電圧VGTB (=VGTP )が
供給されることにより、スイッチ用MOSトランジスタ
232群がオン状態になり、全てのビット線が同時に選
択される。
Further, in the bit line voltage applying circuit 23, the control voltage VGTB (= VGTP) is supplied to the fourth wiring 232, so that the group of switching MOS transistors 232 is turned on and all the bit lines are turned on. Are selected at the same time.

【0038】さらに、パルス電圧印加パッド25にパル
ス電圧VSTS が印加され、インバータ回路26から第1
のパルス電圧VSTP が第1のパルス電圧供給ノードN1
に供給され、インバータ回路272から上記第1のパル
ス電圧とは逆相の第2のパルス電圧VSTB が第2のパル
ス電圧供給ノードN2に供給される。
Further, the pulse voltage VSTS is applied to the pulse voltage application pad 25, and the first voltage is applied from the inverter circuit 26.
Pulse voltage VSTP of the first pulse voltage supply node N1
The second pulse voltage VSTB having a phase opposite to that of the first pulse voltage is supplied from the inverter circuit 272 to the second pulse voltage supply node N2.

【0039】これにより、スクリーニングモード時に
は、通常モード時に選択される本数よりも多数の本数の
プレート線と全てのビット線との間に電圧の高低関係が
交互に反転する所定の電位差を任意の回数印加する、つ
まり、上記プレート線とビット線との間にMOSトラン
ジスタQを介して接続されている強誘電体キャパシタC
の絶縁膜の両端間に極性が交互に反転するパルス電圧を
任意の回数印加することが可能になる。
As a result, in the screening mode, a predetermined potential difference at which the voltage level relationship is alternately inverted between the plate lines having a number larger than the number selected in the normal mode and all the bit lines is set to an arbitrary number of times. A ferroelectric capacitor C that is applied, that is, is connected between the plate line and the bit line via a MOS transistor Q.
It is possible to apply a pulse voltage whose polarity is alternately inverted between both ends of the insulating film of 2.

【0040】従って、キャパシタCの強誘電体絶縁膜を
任意の回数だけ分極反転させることができ、強誘電体膜
のスクリーニングを効率良く実施することができ、スク
リーニング時間の短縮、スクリーニングコストの低減を
図ることができる。
Therefore, the ferroelectric insulating film of the capacitor C can be polarization-inverted any number of times, the ferroelectric film can be efficiently screened, and the screening time and the screening cost can be reduced. Can be planned.

【0041】なお、制御電圧VGTP 、VGTB を電源電圧
レベル以上に設定することにより、強誘電体絶縁膜に通
常モード時よりも厳しい電圧ストレスを印加することが
可能になる。
By setting the control voltages VGTP and VGTB above the power supply voltage level, it becomes possible to apply a severer voltage stress to the ferroelectric insulating film than in the normal mode.

【0042】図3は、本発明の第2実施例に係る強誘電
体メモリの一部を示している。この強誘電体メモリは、
図1の強誘電体メモリと比べて、スクリーニング回路が
異なり、その他は同じであるので同一符号を付してい
る。
FIG. 3 shows a part of the ferroelectric memory according to the second embodiment of the present invention. This ferroelectric memory is
Compared with the ferroelectric memory of FIG. 1, the screening circuit is different, and the other parts are the same, and are therefore assigned the same reference numerals.

【0043】上記スクリーニング回路は、スクリーニン
グモード用のワード線選択回路21と、スクリーニング
モード時に前記第2の本数のプレート線に所定の電圧と
接地電位との間で変化する第1のパルス電圧を任意の回
数印加するプレート線電圧印加回路32と、スクリーニ
ングモード時に前記複数本のビット線に所定の電圧と接
地電位との間で変化する第2のパルス電圧を前記第1の
パルス電圧とは逆相の関係を有するタイミングで任意の
回数印加するビット線電圧印加回路33とを有する。
In the screening circuit, the word line selection circuit 21 for the screening mode and the first pulse voltage that changes between the predetermined voltage and the ground potential are arbitrarily applied to the second number of plate lines in the screening mode. Of the plate line voltage applying circuit 32 and a second pulse voltage that changes between a predetermined voltage and the ground potential to the plurality of bit lines in the screening mode, and has a phase opposite to that of the first pulse voltage. And a bit line voltage application circuit 33 that applies an arbitrary number of times at a timing having the relationship of.

【0044】即ち、上記プレート線電圧印加回路32
は、前記スクリーニングモード時に制御電圧VSTP が供
給される第5の配線321と、この第5の配線と前記第
2の本数のプレート線との間に接続された複数個の第2
のスイッチ用MOSトランジスタ322群と、上記第2
のスイッチ用MOSトランジスタ群の各ゲートに共通に
接続され、前記スクリーニングモード時に上記第2のス
イッチ用MOSトランジスタ群をスイッチ制御する第1
のパルス電圧VGTP が供給される第6の配線323と、
前記第2の本数のプレート線と接地電位Vssとの間に接
続された複数個の第3のスイッチ用MOSトランジスタ
324群と、上記第3のスイッチ用MOSトランジスタ
群の各ゲートに共通に接続され、スクリーニングモード
時に上記第3のスイッチ用MOSトランジスタ324群
を第2のスイッチ用MOSトランジスタ322群に対し
て相補的にスイッチ制御する第2のパルス電圧VGTPSが
供給される第7の配線325とを具備する。
That is, the plate line voltage applying circuit 32
Is a fifth wiring 321 to which the control voltage VSTP is supplied in the screening mode, and a plurality of second wirings connected between the fifth wiring and the second number of plate lines.
Group of switching MOS transistors 322, and the second
Of the switching MOS transistor group are commonly connected to each other, and switch control of the second switching MOS transistor group is performed in the screening mode.
A sixth wiring 323 to which the pulse voltage VGTP of
The plurality of third switching MOS transistor 324 groups connected between the second number of plate lines and the ground potential Vss and the gates of the third switching MOS transistor group 324 are commonly connected. And a seventh wiring 325 to which a second pulse voltage VGTPS for complementary complementary switching control of the third switching MOS transistor 324 group to the second switching MOS transistor 322 group in the screening mode is supplied. To have.

【0045】また、前記ビット線電圧印加回路33は、
スクリーニングモード時に制御電圧VSTB が供給される
第8の配線331と、この第8の配線と全てのビット線
との間に接続された複数個の第4のスイッチ用MOSト
ランジスタ332群と、この第4のスイッチ用MOSト
ランジスタ群の各ゲートに共通に接続され、スクリーニ
ングモード時に上記第4のスイッチ用MOSトランジス
タ群をスイッチ制御するための第2のパルス電圧VGTB
が供給される第9の配線333と、上記全てのビット線
と接地電位Vssとの間に接続された複数個の第5のスイ
ッチ用MOSトランジスタ334群と、この第5のスイ
ッチ用MOSトランジスタ群の各ゲートに共通に接続さ
れ、スクリーニングモード時に上記第5のスイッチ用M
OSトランジスタ334群を第4のスイッチ用MOSト
ランジスタ332群に対して相補的にスイッチ制御する
ために第1のパルス電圧VGTBSが供給される第10の配
線335とを具備する。
Further, the bit line voltage applying circuit 33 is
An eighth wiring 331 to which the control voltage VSTB is supplied in the screening mode, a plurality of fourth switching MOS transistor 332 groups connected between the eighth wiring and all bit lines, and A second pulse voltage VGTB which is commonly connected to the respective gates of the fourth switching MOS transistor group and which controls the switching of the fourth switching MOS transistor group in the screening mode.
Wiring 333 to which is supplied, a plurality of fifth switching MOS transistor 334 groups connected between all the bit lines and the ground potential Vss, and this fifth switching MOS transistor group. Are commonly connected to the respective gates of the fifth switch M in the screening mode.
And a tenth wiring 335 to which a first pulse voltage VGTBS is supplied to switch the OS transistor 334 group complementarily to the fourth switching MOS transistor 332 group.

【0046】なお、スクリーニングモード時に前記第5
の配線321に前記制御電圧VSTP、前記第8の配線3
31に前記制御電圧VSTB を例えば共通に供給するため
に1個の制御電圧印加パッド24が設けられている。
In the screening mode, the fifth
The control voltage VSTP on the wiring 321 of the eighth wiring 3
31 is provided with one control voltage application pad 24 for commonly supplying the control voltage VSTB.

【0047】また、スクリーニングモード時に前記第6
の配線323に前記第1のパルス電圧VGTP 、第10の
配線335に前記第1のパルス電圧VGTBSを例えば共通
に供給し、前記第7の配線325に前記第2のパルス電
圧VGTPS、前記第9の配線333に前記第2のパルス電
圧VGTB を供給するために、スクリーニングモード時に
パルス電圧VSTS が印加される1個のパルス電圧印加パ
ッド25と、このパルス電圧印加パッド25と上記第6
の配線323および第10の配線335との間に接続さ
れた1個のインバータ回路26と、前記パルス電圧印加
パッド25と前記第7の配線325および第9の配線3
33との間に接続された二段のインバータ回路271、
272とが設けられている。
In the screening mode, the sixth
For example, the first pulse voltage VGTP is supplied to the wiring 323, the first pulse voltage VGTBS is supplied to the tenth wiring 335, and the second pulse voltage VGTPS is supplied to the seventh wiring 325. In order to supply the second pulse voltage VGTB to the wiring 333 of the above, one pulse voltage application pad 25 to which the pulse voltage VSTS is applied in the screening mode, the pulse voltage application pad 25 and the sixth voltage
One inverter circuit 26 connected between the wiring 323 and the tenth wiring 335, the pulse voltage application pad 25, the seventh wiring 325, and the ninth wiring 3
Two-stage inverter circuit 271 connected between 33 and
And 272 are provided.

【0048】図4は、図3の強誘電体メモリのスクリー
ニングモードにおける各部の電圧波形の一例を示してい
る。即ち、スクリーニングモード用のワード線選択回路
21においては、第1実施例と同様に、第2の本数のワ
ード線が同時に選択され、通常モード時に選択されるメ
モリセルよりも多数のメモリセルが選択される。
FIG. 4 shows an example of the voltage waveform of each part in the screening mode of the ferroelectric memory of FIG. That is, in the word line selection circuit 21 for the screening mode, as in the first embodiment, the second number of word lines are simultaneously selected, and more memory cells than the memory cells selected in the normal mode are selected. To be done.

【0049】そして、プレート線電圧印加回路32にお
いては、第5の配線321に制御電圧印加パッド24を
介して制御電圧SGTPが供給され、プレート線電圧印加回
路33においては、第8の配線331に制御電圧VSTB
(=VSTP )が供給される。
In the plate line voltage applying circuit 32, the control voltage SGTP is supplied to the fifth wiring 321 via the control voltage applying pad 24, and in the plate line voltage applying circuit 33, the eighth wiring 331 is supplied. Control voltage VSTB
(= VSTP) is supplied.

【0050】さらに、パルス電圧印加パッド25にパル
ス電圧VSTS が印加され、インバータ回路26から第1
のパルス電圧VGTP (=VGTBS)が第6の配線323お
よび第10の配線335に供給され、インバータ回路2
71から第2のパルス電圧VGTPS(=VGTB )が第7の
配線325および第9の配線333に供給される。
Further, the pulse voltage VSTS is applied to the pulse voltage application pad 25, and the inverter circuit 26 outputs the first pulse voltage VSTS.
Of the pulse voltage VGTP (= VGTBS) is supplied to the sixth wiring 323 and the tenth wiring 335, and the inverter circuit 2
The second pulse voltage VGTPS (= VGTB) is supplied from 71 to the seventh wiring 325 and the ninth wiring 333.

【0051】これにより、スクリーニングモード時に
は、通常モード時に選択される本数よりも多数の本数の
プレート線を選択して所定電圧VSTP を印加すると同時
に全てのビット線を接地電位に設定する状態と、通常モ
ード時に選択される本数よりも多数の本数のプレート線
を選択して接地電位に設定すると同時に全てのビット線
に所定電圧VSTB を印加する状態とが交互に繰り返すよ
うになる。つまり、上記プレート線とビット線との間に
MOSトランジスタQを介して接続されている強誘電体
キャパシタCの絶縁膜の両端間に極性が交互に反転する
パルス電圧を任意の回数印加することが可能になる。
As a result, in the screening mode, the number of plate lines larger than the number selected in the normal mode is selected, the predetermined voltage VSTP is applied, and at the same time all bit lines are set to the ground potential. A larger number of plate lines than the number selected in the mode are selected and set to the ground potential, and at the same time, a state in which the predetermined voltage VSTB is applied to all bit lines is alternately repeated. That is, a pulse voltage whose polarity is alternately inverted can be applied any number of times across the insulating film of the ferroelectric capacitor C connected between the plate line and the bit line via the MOS transistor Q. It will be possible.

【0052】従って、第1実施例と同様に、キャパシタ
Cの強誘電体絶縁膜を任意の回数だけ分極反転させるこ
とができ、強誘電体膜のスクリーニングを効率良く実施
することができ、スクリーニング時間の短縮、スクリー
ニングコストの低減を図ることができる。
Therefore, as in the first embodiment, the ferroelectric insulating film of the capacitor C can be polarization-inverted any number of times, the ferroelectric film can be efficiently screened, and the screening time can be increased. And the screening cost can be reduced.

【0053】また、制御電圧VSTP 、VSTB を電源電圧
レベル以上に設定することにより、強誘電体絶縁膜に通
常モード時よりも厳しい電圧ストレスを印加することが
可能になる。
Further, by setting the control voltages VSTP and VSTB above the power supply voltage level, it becomes possible to apply a severer voltage stress to the ferroelectric insulating film than in the normal mode.

【0054】なお、上記実施例において、スクリーニン
グモード用のワード線選択回路21に代えて、スクリー
ニングモード時に前記ワード線用ロウデコーダが前記第
2の本数のワード線を選択するようにロウデコーダ入力
あるいはロウデコーダ出力を制御する制御回路と、この
制御回路を制御するための制御信号を印加するパッドを
設けてもよい。
In the above embodiment, instead of the word line selection circuit 21 for the screening mode, the row decoder input or the row decoder input for the word line selects the second number of word lines in the screening mode. A control circuit for controlling the output of the row decoder and a pad for applying a control signal for controlling the control circuit may be provided.

【0055】また、上記実施例では、1トランジスタ・
1キャパシタ構成の強誘電体メモリセルのアレイを示し
たが、図6、図7に示したような2トランジスタ・2キ
ャパシタ構成の強誘電体メモリセルのアレイを有する強
誘電体メモリにも、本発明を適用できることはいうまで
もない。
In the above embodiment, one transistor
Although an array of ferroelectric memory cells having a one-capacitor structure is shown, the present invention is also applicable to a ferroelectric memory having an array of ferroelectric memory cells having a two-transistor / two-capacitor structure as shown in FIGS. It goes without saying that the invention can be applied.

【0056】[0056]

【発明の効果】上述したように本発明によれば、強誘電
体キャパシタの絶縁膜に対してスクリーニングを行う場
合に、スクリーニング時間の短縮、スクリーニングコス
トの低減を図り得る半導体記憶装置を実現することがで
きる。
As described above, according to the present invention, it is possible to realize a semiconductor memory device capable of shortening the screening time and the screening cost when the insulating film of the ferroelectric capacitor is screened. You can

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例に係る強誘電体メモリの一
部を示す回路図。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a part of a ferroelectric memory according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の強誘電体メモリのスクリーニングモード
における各部の電圧波形の一例を示す波形図。
FIG. 2 is a waveform diagram showing an example of voltage waveforms of respective parts in a screening mode of the ferroelectric memory of FIG.

【図3】本発明の第2実施例に係る強誘電体メモリの一
部を示す回路図。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a part of a ferroelectric memory according to a second embodiment of the present invention.

【図4】図3の強誘電体メモリのスクリーニングモード
における各部の電圧波形の一例を示す波形図。
FIG. 4 is a waveform diagram showing an example of voltage waveforms of respective parts in a screening mode of the ferroelectric memory of FIG.

【図5】1トランジスタ・1キャパシタ構成の強誘電体
メモリセルの等価回路を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing an equivalent circuit of a ferroelectric memory cell having a one-transistor / one-capacitor configuration.

【図6】図5のメモリセルを2個用いた2トランジスタ
・2キャパシタ構成の強誘電体メモリセルの書き込み動
作の原理を説明するために強誘電体キャパシタの印加電
界および電気分極の状態を示す図。
6A and 6B show states of an applied electric field and electric polarization of the ferroelectric capacitor for explaining the principle of the write operation of the ferroelectric memory cell having the two-transistor / two-capacitor structure using the two memory cells of FIG. Fig.

【図7】図5のメモリセルを2個用いた2トランジスタ
・2キャパシタ構成の強誘電体メモリセルの読み出し動
作の原理を説明するために強誘電体キャパシタの印加電
界および電気分極の状態を示す図。
FIG. 7 shows a state of an applied electric field and electric polarization of a ferroelectric capacitor for explaining a principle of a read operation of a ferroelectric memory cell having a two-transistor / two-capacitor structure using two memory cells of FIG. Fig.

【図8】図6に示した書き込み動作および図7に示した
読み出し動作に際してプレート線PLに印加される電圧
波形の一例を示す波形図。
8 is a waveform chart showing an example of voltage waveforms applied to the plate line PL in the write operation shown in FIG. 6 and the read operation shown in FIG. 7.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

MC…強誘電体メモリセル、C…強誘電体キャパシタ、
Q…MOSトランジスタ、WL0、WL1、WL2…ワ
ード線、PL0、PL1、PL2…プレート線、BL、
/BL…ビット線、10…メモリセルアレイ、11…ワ
ード線選択回路およびプレート線選択回路、21…スク
リーニングモード用のワード線選択回路、211…第1
の配線、212…ワード線電圧印加パッド、213…第
1のスイッチ用MOSトランジスタ、214…第2の配
線、215…制御電圧印加パッド、22…プレート線電
圧印加回路、221…第2のスイッチ用MOSトランジ
スタ、222…第3の配線、23…ビット線電圧印加回
路、231…第3のスイッチ用MOSトランジスタ、2
32…第4の配線、24…制御電圧印加パッド、25…
パルス電圧印加パッド、26、271、272…インバ
ータ回路。
MC ... Ferroelectric memory cell, C ... Ferroelectric capacitor,
Q ... MOS transistor, WL0, WL1, WL2 ... Word line, PL0, PL1, PL2 ... Plate line, BL,
/ BL ... Bit line, 10 ... Memory cell array, 11 ... Word line selection circuit and plate line selection circuit, 21 ... Screening mode word line selection circuit, 211 ... First
, 212 ... Word line voltage application pad, 213 ... First switch MOS transistor, 214 ... Second wire, 215 ... Control voltage application pad, 22 ... Plate line voltage application circuit, 221 ... For second switch MOS transistor, 222 ... Third wiring, 23 ... Bit line voltage application circuit, 231 ... Third switch MOS transistor, 2
32 ... Fourth wiring, 24 ... Control voltage application pad, 25 ...
Pulse voltage application pads, 26, 271, 272 ... Inverter circuit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 27/105 H01L 27/10 444Z (56)参考文献 特開 平2−177194(JP,A) 特開 平5−75137(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11C 29/00 G11C 11/22 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI H01L 27/105 H01L 27/10 444Z (56) References JP-A-2-177194 (JP, A) JP-A-5-75137 ( JP, A) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G11C 29/00 G11C 11/22

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 通常動作モードおよびスクリーニングモ
ードを有する半導体記憶装置において、 電極間絶縁膜に強誘電体を用いた情報記憶用のキャパシ
タと電荷転送用のMOSトランジスタとが直列に接続さ
れてなるメモリセルが行列状に配列されたメモリセルア
レイと、 それぞれ同一行のメモリセルのMOSトランジスタのゲ
ートに共通に接続された複数本のワード線と、 それぞれ同一行のメモリセルのキャパシタのプレートに
共通に接続された複数本のプレート線と、 それぞれ同一列のメモリセルのMOSトランジスタの一
端に共通に接続された複数本のビット線と、 前記通常動作モード時にアドレス信号に基づいて前記複
数本のワード線のうちの第1の本数のワード線を選択す
るワード線選択回路と、 前記通常動作モード時にアドレス信号に基づいて前記複
数本のプレート線のうちの第1の本数のプレート線を選
択し、このプレート線の電圧を制御するプレート線選択
回路と、 前記スクリーニングモード時に通常動作モード時に選択
されるメモリセルより多数のメモリセルを同時に選択
し、その強誘電体キャパシタの絶縁膜の両端間に極性が
交互に反転するパルス電圧を任意の回数印加するスクリ
ーニング回路とを具備し、 前記スクリーニング回路は、 前記スクリーニングモード時に前記複数本のワード線の
うちの前記第1の本数のワード線より多い第2の本数の
ワード線を同時に選択するスクリーニングモード用のワ
ード線選択回路と、 前記スクリーニングモード時に前記複数本のプレート線
のうちの前記第1の本数のプレート線より多い第2の本
数のプレート線を同時に選択し、所定の電圧振幅を有す
る第1のパルス電圧を任意の回数印加するプレート線電
圧印加回路と、 前記スクリーニングモード時に前記複数本のビット線を
同時に選択し、前記第 1のパルス電圧とは逆相で所定の
電圧振幅を有する第2のパルス電圧を任意の回数印加す
るビット線電圧印加回路とを有し、 前記スクリーニングモード用のワード線選択回路は、 前記スクリーニングモード時にワード線電圧が供給され
る第1の配線と、 この第1の配線に接続され、上記スクリーニングモード
時にワード線電圧が印加される1個のワード線電圧印加
パッドと、 このワード線電圧印加パッドと前記第2の本数のワード
線との間に接続された複数個の第1のスイッチ用MOS
トランジスタ群と、 上記第1のスイッチ用MOSトランジスタ群の各ゲート
に共通に接続された第2の配線と、 この第2の配線に接続され、前記スクリーニングモード
時に上記第1のスイッチ用MOSトランジスタ群をオン
状態に制御する制御電圧が印加される1個の制御電圧印
加パッドとを有すること を特徴とする半導体記憶装置。
1. A semiconductor memory device having a normal operation mode and a screening mode, in which an information storage capacitor using a ferroelectric for an interelectrode insulating film and a charge transfer MOS transistor are connected in series. A memory cell array in which cells are arranged in a matrix, a plurality of word lines that are commonly connected to the gates of the MOS transistors of the memory cells in the same row, and a word line that is commonly connected to the capacitor plates of the memory cells in the same row. The plurality of plate lines, the plurality of bit lines commonly connected to one ends of the MOS transistors of the memory cells in the same column, and the plurality of word lines of the plurality of word lines based on an address signal in the normal operation mode. A word line selection circuit for selecting the first number of word lines, and an address in the normal operation mode. A plate line selection circuit that selects a first number of plate lines from the plurality of plate lines based on a scan signal and controls the voltage of the plate lines; and a plate line selection circuit that is selected in the normal operation mode in the screening mode. simultaneously selecting a plurality of memory cells from the memory cell, comprising a screening circuit for polarity applies any number of times a pulse voltage alternately reversed across the insulating film of the ferroelectric capacitor, said screening circuit, Of the plurality of word lines in the screening mode
A second number of word lines, which is larger than the first number of word lines
Screen mode mode that selects word lines simultaneously
And a plurality of plate lines in the screening mode.
A second book of more than the first number of plate lines of the
Select a number of plate lines at the same time and have a predetermined voltage swing
A plate line electrode that applies a first pulse voltage for any number of times
A voltage applying circuit and the plurality of bit lines in the screening mode.
They are selected at the same time and have a predetermined phase opposite to the first pulse voltage.
Apply a second pulse voltage with voltage amplitude any number of times
And a appropriate bit line voltage application circuit, a word line selection circuit for the screening mode, the word line voltage is supplied to the screening mode
Connected to the first wiring and the screening mode described above.
One word line voltage applied, sometimes word line voltage applied
Pad, the word line voltage application pad, and the second number of words
A plurality of first switching MOSs connected to the line
Transistor group and each gate of the first switching MOS transistor group
A second wiring commonly connected to the second wiring and the second wiring connected to the second wiring.
Sometimes the first switch MOS transistor group is turned on.
One control voltage mark to which a control voltage for controlling the state is applied
A semiconductor memory device having an additional pad .
【請求項2】 請求項1記載の半導体記憶装置におい
て、 前記スクリーニング回路は、前記スクリーニングモード
時に前記複数本のプレート線のうちの前記第1の本数の
プレート線より多い第2の本数のプレート線と複数本の
ビット線との間に電圧の高低関係が交互に反転する所定
の電位差を任意の回数印加することを特徴とする半導体
記憶装置。
2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the screening circuit has a second number of plate lines that is greater than the first number of plate lines of the plurality of plate lines in the screening mode. And a plurality of bit lines, a semiconductor memory device characterized in that a predetermined potential difference at which the voltage level relationship is alternately inverted is applied an arbitrary number of times.
【請求項3】 請求項1記載の半導体記憶装置におい
て、 前記プレート線電圧印加回路は、 前記第2の本数のプレート線と第1のパルス電圧供給ノ
ードとの間に接続された複数個の第2のスイッチ用MO
Sトランジスタ群と、 この第2のスイッチ用MOSトランジスタ群の各ゲート
に共通に接続され、前記スクリーニングモード時に上記
第2のスイッチ用MOSトランジスタ群をオン状態に制
御する制御電圧が供給される第3の配線とを具備するこ
とを特徴とする半導体記憶装置。
3. The semiconductor memory device according to claim 1 , wherein the plate line voltage application circuit includes a plurality of first line voltage supply circuits connected between the second number of plate lines and a first pulse voltage supply node. MO for 2 switches
A third control transistor, which is commonly connected to the S transistor group and each gate of the second switch MOS transistor group and is supplied with a control voltage for controlling the second switch MOS transistor group to be in an ON state in the screening mode. And a wiring of the semiconductor memory device.
【請求項4】 請求項1記載の半導体記憶装置におい
て、 前記ビット線電圧印加回路は、 全てのビット線と第2のパルス電圧供給ノードとの間に
接続された複数個の第2のスイッチ用MOSトランジス
タ群と、 この第2のスイッチ用MOSトランジスタ群の各ゲート
に共通に接続され、前記スクリーニングモード時に上記
第2のスイッチ用MOSトランジスタ群をオン状態に制
御する制御電圧が供給される第3の配線とを具備するこ
とを特徴とする半導体記憶装置。
4. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the bit line voltage application circuit is for a plurality of second switches connected between all bit lines and a second pulse voltage supply node. The gates of the MOS transistor group and the gates of the second switching MOS transistor group are commonly connected, and are connected to each other in the screening mode.
And a third wiring to which a control voltage for controlling the second switching MOS transistor group to be turned on is supplied.
【請求項5】 請求項1記載の半導体記憶装置におい
て、 前記プレート線電圧印加回路は、 前記スクリーニングモード時に制御電圧が供給される第
3の配線と、 この第3の配線と前記第2の本数のプレート線との間に
接続された複数個の第2のスイッチ用MOSトランジス
タ群と、 上記第2のスイッチ用MOSトランジスタ群の各ゲート
に共通に接続され、前記スクリーニングモード時に上記
第2のスイッチ用MOSトランジスタ群をスイッチ制御
するパルス電圧が供給される第4の配線と、 前記第2の本数のプレート線と接地電位との間に接続さ
れた複数個の第3のスイッチ用MOSトランジスタ群
と、 この第3のスイッチ用MOSトランジスタ群の各ゲート
に共通に接続され、前記スクリーニングモード時に上記
第3のスイッチ用MOSトランジスタ群を前記第2のス
イッチ用MOSトランジスタ群に対して相補的にスイッ
チ制御するパルス電圧が供給される第5の配線とを具備
することを特徴とする半導体記憶装置。
5. The semiconductor memory device according to claim 1 , wherein the plate line voltage application circuit includes a third wiring to which a control voltage is supplied in the screening mode, the third wiring and the second number. A plurality of second switch MOS transistor groups connected between the second switch MOS transistor group and the second switch MOS transistor group in common in the screening mode. A fourth wiring to which a pulse voltage for controlling the switching MOS transistor group is supplied, and a plurality of third switching MOS transistor groups connected between the second number of plate lines and the ground potential , The third switch MOS transistor group is commonly connected to the respective gates of the third switch MOS transistor group and is used in the screening mode. The semiconductor memory device characterized by pulse voltage complementarily switch control transistor group against MOS transistor groups for the second switch and a fifth wiring which is supplied.
【請求項6】 請求項1記載の半導体記憶装置におい
て、 前記ビット線電圧印加回路は、 前記スクリーニングモード時に制御電圧が供給される第
3の配線と、 この第3の配線と前記全てのビット線との間に接続され
た複数個の第2のスイッチ用MOSトランジスタ群と、 この第2のスイッチ用MOSトランジスタ群の各ゲート
に共通に接続され、前記スクリーニングモード時に上記
第2のスイッチ用MOSトランジスタ群をスイッチ制御
するパルス電圧が供給される第4の配線と、 上記全てのビット線と接地電位との間に接続された複数
個の第3のスイッチ用MOSトランジスタ群と、 この第3のスイッチ用MOSトランジスタ群の各ゲート
に共通に接続され、前記スクリーニングモード時に上記
第3のスイッチ用MOSトランジスタ群を前記第2のス
イッチ用MOSトランジスタ群に対して相補的にスイッ
チ制御するパルス電圧が供給される第5の配線とを具備
することを特徴とする半導体記憶装置。
6. The semiconductor memory device according to claim 1 , wherein the bit line voltage application circuit includes a third wiring to which a control voltage is supplied in the screening mode, the third wiring and all the bit lines. A plurality of second switch MOS transistor groups connected between the second switch MOS transistor group and the second switch MOS transistor group, and the second switch MOS transistor groups are commonly connected to the gates of the second switch MOS transistor group. A fourth wiring to which a pulse voltage for switching control of the group is supplied, a plurality of third switching MOS transistor groups connected between all the bit lines and the ground potential, and the third switch Of the third switching MOS transistor group connected in common to each gate of the third switching MOS transistor group in the screening mode. Serial semiconductor memory device, wherein a pulse voltage complementary switch control; and a fifth wiring which is supplied to the second switching MOS transistor group.
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